宾夕法尼亚大学兽医学院的生物学家p·杰里米·王说:“这一阶段非常重要，因为这对染色体需要对齐，以便在这两条染色体之间交换遗传物质。”“如果在这个阶段出现任何问题，可能会导致减数分裂缺陷和由此产生的精子问题，导致不孕、流产或出生缺陷。”

在一篇新论文中科学的进步Wang和他的同事们发现了一种酶，它在减数分裂的粗线期维持染色体配对中起着至关重要的作用。没有这种名为SKP1的蛋白质，减数分裂就不能进入中期，这是产生精子细胞的下一个主要发育阶段。

这一发现可能有助于克服阻碍治疗某些形式的男性不育症的障碍，这些不育症是指男性没有精子，但精子的前体细胞，即精原细胞，可以被发现。

“像体外受精这样的生殖技术对不孕症患者产生了巨大的影响，但男性至少需要一些精子，”王说。“如果男性没有精子，那么唯一的选择就是使用捐赠者的精子。但是如果你能找到这些精原细胞，减数分裂前的生殖细胞，它们可以被诱导进行减数分裂并产生精子。因此，SKP1可能是确保减数分裂继续进行的解决方案的一部分。”

王还希望他的发现可以帮助他和许多其他实验室进行的精子发育的基础研究。

“现在我们用动物来做研究;我们没有细胞培养系统来产生精子，”他说。“操纵SKP1及其作用的途径可以让我们建立一个体外系统来人工产生精子，这对我们的研究来说是一个福音。”

该出版物代表了近十年的工作，由王的博士后研究员关永娟领导，前博士后罗孟成主要贡献。

研究小组在进行筛选试验后，开始关注SKP1，以寻找在减数分裂的粗线期成对染色体聚集的区域发现的蛋白质。从早期的研究中，研究人员知道SKP1也在整个身体细胞的细胞分裂中发挥作用，而不仅仅是精子和卵子。没有它，细胞就会死亡。

这一事实迫使宾夕法尼亚大学兽医学院的研究小组创造性地了解这种蛋白质的功能。由于无法简单地消除它，他们在老鼠身上建立了一个模型系统，在这个模型系统中，他们只能在生殖细胞中关闭这种蛋白质，而且只能在成年后关闭。

“采用这种可诱导的、生殖细胞特异性的模型，我们发现去除SKP1会导致染色体过早分离，”王说。

在小鼠中，在粗线期的正常排列过程需要6天，而在失去SKP1的细胞中，成对的染色体分离得更早。

科学家们曾假设存在一种中期能力因子，或者是细胞进入中期所需的某种蛋白质。Wang认为就是SKP1。

虽然将一种称为冈田酸的化合物引入精子前体细胞可以诱导它们早期进入中期，但缺乏SKP1的细胞不能进入中期。

卵子发育实验表明，SKP1也是雌性维持卵子存活所必需的。卵母细胞是通过减数分裂形成成熟卵子的细胞，缺乏SKP1的卵母细胞会产生染色体错位，许多染色体最终丢失。

在未来的工作中，Wang和他的同事们希望更深入地挖掘SKP1的作用机制，以确保细胞能够进入中期，并最终通过操纵它来找到解决不孕症的策略和创新的实验室技术。

“现在我们知道SKP1是必需的，我们正在寻找与上游和下游相互作用的蛋白质，这样我们就可以研究这一途径，”王说。